Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [ 69 ] 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

низколегированные стали с карбонитркдным упрочнением (14Г2АФ, 16Г2АФ и др.) с пределом текучести до 450 МПа (после нормализации).

Разновидностью сталей с карбонитридным упрочнением являются малоперлитные стали (5- 10 %), содержащие менее 0,1 % С (09Г2ФБ). Эти стали обладают высокой пластичностью и вязкостью, низким

порогом хладноломкости (- 60 -i--80 °С) и хорошей

свариваемостью. Оптимальная структура и свойства сталей (Оо, 2 460 470 МПа) с карбонитридным упрочнением достигаются контролируемой прокаткой, при которой регламентируется температура окончания прокатки (800-850 °С) и стегень обжатия в последних пропусках (15-20 %). Эти стали применяют для изготовления магистральных газопроводных труб северного исполнения.

Листы из низколегированных сталей 09Г2С, 09Г2, 16ГФР и др. иногда подвергают закалке из межкристал-?Ического интервала температур (А-Ag) для получения структуры, состоящей из ферритиой матрицы и участков мартенсита или бейнита . Огали после такой обработки имеют низкое отношение oJa, что предопределяет хорошую штампуемость, а после штамповки - высокую прочность (Oj, = 800-1000 МПа) благодаря деформационному упрочнению (наклепу), наличию мартенситных (бейнитных) участков и развитию процессов старения. Применение сталей позволяет снизить толщину листа (и массу) на 12-20 %, что дает большую экономию металла. Показана перспективность использования таких сталей и для других способов формоизменения: профилирования, волочения.

Низколегированные горячекатаные стали ЮГТ, 18Г2С, 38ХС, 25Г2С, 23Х2Г2Т нашли применение для армирования обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций (стержневая арматурная сталь).

Конструкционные цементуемые (нитроцементуемые) стили {ГОСТ 4543-71)

Для цементуемых изделий применяют низкоуглеродистые (0,1-0,25 % С) стали. После цементации, закалки и низкого отпуска этих сталей твердость цемен-

• Эти стали неудачно называют двухфазными сталями.

тованного слоя hRC 58-62, а сердцевины 30-40. Сердцевина цементованных сталей должна иметь высокие механические свойства, особенно предел текучести.

Сталь применяют наследственно мелкозернистую. Когда сумма легирующих элементов невелика (до 2,5- 5,0 %), они не оказывают существенного влияния на общую толщину цементованного слоя. Однако, повышая прокаливаемость слоя, они увеличивают эффективную толщину его.

Чаще для легирования стали применяют сравнительно дешевый элемент хром (до 1,3-1,6 %). В конструкционных сталях он частично растворен в феррите, частично в цементите, образуя так называемый легированный цементит (Fe, Сг)з С.

Для изделий несложной формы и небольшого сечения, цементуемых на глубину 1,0-1,5 мм, применяют хромистые стали 15Х, 15ХА и 20Х (0,7-1,0 % Сг). В хромистых сталях в большей степени развивается промежуточное превращение, поэтому после закалки в масле, выполняемой за цементацией, сердцевина изделия имеет структуру бейнита.

Вследствие этого хромистые стали по сравнению с углеродистыми имеют более высокие прочностные свойства при несколько меньшей пластичности сердцевины: = 700 -f- 800 МПа; = 500 650 МПа; 6 = 11 ч- 12 %; vj, = 40 -h 45 %, KCU = 0,6 \р

0,8 МДж/м". Прокаливаемость хромистой стали невелика. Критический диаметр для получения 95 % мартенсита при закалке в воде составляет 12-20 мм, а при закалке в масле 5-12 мм. Легирование хромистой стали 0,1-0,2 % V улучшает ее пластичность и вязкость благо,!1,аря измельчению зерна (15ХФ), но ие увеличивает ее прокаливаемости.

Для крупных .деталей ответственного назначения, работающих на износ при высоких удельных нагрузках, применяют хромоникелевые и более сложнолегирован-ные стали (20ХН, 12ХНЗА, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А и др.)

Одновременное легирование хромом и никелем повышает прочность, пластичность и вязкость сердцевины. Ее структура - низкоуглеродистый мартенсит или нижний бейнит, что обеспечивает высокий комплекс механических свойств: = 800 ~ 1300 МПа; Оо,2 = = 600 ~ 1100 МПа, б = 14 9 %, г], = 55 -ь 45 %.

Большая устойчивость переохлажденного аустенита в области перлитного, а также промежуточного превращения обеспечивает высокую прокаливаемость хромо-никелевой стали.

Легирование хромонккелевых сталей молибденом (или вольфрамом) дополнительно повышает устойчивость переохлажденного аустенита, а следовательно, и прокаливаемость. Сталь 18Х2Н4ВА или соответствующую ей сталь с молибденом 18Х2Н4МА применяют для крупных высоконагруженных деталей.

Стали 18Х2Н4ВА и I8X2H4MA можно закаливать на воздухе, что уменьшает коробление деталей.

В цементованном слое хромоникелевых сталей вследствие снижения точки /Л после закалки сохраняется большое количество остаточного аустенита, который понижает его твердость, сопротивлеиие износу и предел выносливости.

Для уменьшения количества остаточного аустенита до закалки применяют высокий отпуск (630-640 °С) яли после закалки выполняют обработку холодом.

Дорогие хромоникелевые стали нередко заменяют более дешевыми хромомарганцевыми сталями. Марганец - дешевый элемент, применяется в стали как заменитель никеля. Как и хром, марганец растворяется в феррите и цементите. Повышая устойчивость аустенита, марганец снижает критическую скорость закалки и повышает прокаливаемость стали. Эти стали менее устойчивы против перегрева (особенно цементованный слой) и имеют меньшую вязкость по сравнению с хро-моникелевыми.

Введение небольших количеств титана (0,03-0,05 %) уменьшает склонность хромомарганцевых сталей к перегреву. Широкое применение получили хромомарган-цевые стали с титаном 18ХГТ и 25ХГТ.

Недостатком стали 18ХГТ является сравнительно небольшая прокаливаемость.

Дополнительное легирование никелем (1,4-1,8 %) повышает прокаливаемость и прочность хромомарганцевых сталей. Так, механические и технологические свойства менее легированных хромомарганцевых сталей 18ХГН и 15ХГНТ приближаются к хромоникелсг вым сталям. Благоприятное влияние на свойства цементуемых сталей оказывает также молибден (0,2-